石柱电厂取水工程通航条件论证研究报告(改).doc
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1、 重重庆庆石柱火石柱火电电厂厂 2300 兆瓦机兆瓦机组组新建工程取水工程新建工程取水工程 通通航航条条件件论论证证研研究究报报告告 长长江江重重庆庆航航运运工工程程勘勘察察设设计计院院 二二六六年年五五月月 项项目目委委托托单单位位: 重庆大唐国际石柱发电有限责任公司 项项目目承承担担单单位位: 长江重庆航运工程勘察设计院 资资质质证证书书等等级级: 甲级 证证书书编编号号: 工咨甲 2030604001 发发证证单单位位: 中华人民共和国国家发展和改革委员会 单单位位负负责责人人: 罗 宏(高级工程师) 项项目目负负责责人人: 邵燕来(高级工程师) 主主研研人人员员: 佘俊华 (高级工程师
2、) 邵燕来(高级工程师) 解中柱(高级工程师) 刘 陈(工程师) 冉彦学(工程师) 曾 涛(工程师) 朱俊凤(工程师) 目目 录录 1 1 概概 述述 1 1 1.11.1 工程概况工程概况.1 1.21.2 任务依据任务依据.1 1.31.3 论证地点及范围论证地点及范围.2 1.3.1 论证地点 .2 1.3.2 论证范围 .2 1.41.4 论证的主要内容和手段论证的主要内容和手段.2 2 2 工程址区的自然条件工程址区的自然条件 3 3 2.12.1 气象条件气象条件 .3 2.22.2 水文泥沙水文泥沙 .6 2.32.3 工程地质工程地质 .8 3 3 航运现状及发展规划航运现状及
3、发展规划 1111 3.13.1 本河段航道现状及发展规划本河段航道现状及发展规划11 3.23.2 本河段港口现状及发展规划本河段港口现状及发展规划 15 3.33.3 本河段航运现状及发展规划本河段航运现状及发展规划16 3.3.1 航运现状 16 3.3.2 航运发展规划 18 4 4 工程河段河床演变分析工程河段河床演变分析 2020 4.1 工程建设前河床演变情况20 4.1.1 河道概况 20 4.1.2 河床演变情况 20 4.2 工程建设后河床演变分析22 4.2.14.2.1 工程布置方案工程布置方案 22 4.2.24.2.2 工程建设后水位变化分析工程建设后水位变化分析
4、26 5 5三峡成库后工程河段通航条件分析三峡成库后工程河段通航条件分析 2727 5.1 水库按 156M方案运行时航道条件的变化情况27 5.2 水库按 175M方案运行时航道条件的变化情况28 5.3 三峡建库后工程河段航线变化情况28 6 6 工程对通航条件的影响工程对通航条件的影响 3030 6.1 航道概况 30 6.2 航道水势 30 6.3 设计通航船队.30 6.4 通航水文标准.31 6.5 船舶航路 32 6.6 工程建设后对水流条件的影响.32 6.7 工程对航道尺度的影响.34 6.8 工程对船舶航行的影响.35 6.9 工程对港区船舶作业的影响.35 7 7 结论和
5、建议结论和建议 3636 7.1 报告的主要研究结论36 7.2 问题与建议 .36 结语结语 3737 主要参考文献主要参考文献 3838 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院1 1 概 述 1.1 工程概况工程概况 重庆石柱发电厂(2300MW)新建工程规划容量为 2300MW 燃煤机组, 厂址位于长江右岸的石柱土家族自治县西沱镇境内,工可报告中提供有庆中 庵和方家湾两个厂址供比选,电厂取水水源为长江三峡库区,取水点位于长江 右岸的江家槽河段。庆中庵厂址的趸船取水方案为推荐方案,本报告着重对该 方案进行通航条件论证。 根据重庆石
6、柱发电厂(2300MW)新建工程可行性研究总报告,重庆石 柱发电厂(2300MW)新建工程取水泵船总长 33m,拟占用岸线 100。 1.2 任任务务依据依据 为使电厂的取水口位置选取合理,工程布置方案和取水工程的结构设计 方案能较好的满足该河段国家规定的通航技术要求,受重庆大唐国际石柱 发电有限责任公司委托,我院承担了重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组 新建工程取水工程的通航条件论证研究工作。 本次研究工作的主要依据文件和资料如下: (1) 交通部交基发 1994906号文件 1994 年 (2) 内河通航标准(GB50139-2004) 2004 年 (3) 内河航道维护技术规范(JTJ
7、28794)1994 年 (4) 重庆石柱发电厂(2300MW)新建工程可行性研究总报告, 西南电力设计院,2006 年 3 月 (5) 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航 条件论证合同书,重庆大唐国际石柱发电有限责任公司,长江重庆 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院2 航运工程勘察设计院,2006 年 4 月。 1.3 论证论证地点及范地点及范围围 1.3.1 论证地点 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程所在地,即石 柱土家族自治县西沱镇位于重庆市的东部偏南,距离重庆市 187km,东与湖北
8、恩施接壤,北接重庆忠县,南有重庆彭水县,西距涪陵约 87km,取水口距离石 柱县城约 92km,由长江水道至涪陵距离约 135km。 1.3.2 论证范围 本报告论证范围为航道里程 385.1 公里附近的 100m 范围(坐标 x=65209.150, y=19774.786; x=65257.480,y=19862.331)。 1.4 论证论证的主要内容和手段的主要内容和手段 本次通航条件论证主要根据重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新 建工程取水工程布置方案进行不同水位期的航道条件分析,从而论 证重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程对长江航道的 影响,并根据影响情况提出相应的
9、解决方案。西南电力设计院在重 庆石柱发电厂(2300MW)新建工程可行性研究总报告提出了庆中 庵和方家湾两处比选方案,其中庆中庵厂址的趸船取水方案为推荐 方案,本报告将采用原型数值计算方法对该推荐方案取水位置的航 道水流条件、航道尺度、船舶航线调整等方面进行综合论证。 本报告分别选择 2004 年 4 月、10 月和 2005 年 4 月、11 月的库 区断面观测资料,分析工程前后相应的水位、流速、比降、河床冲淤 等变化值进行通航条件的论证分析。 2 工程址区的自然条件 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院3 2.1 气象条件气象条
10、件 石柱县地处四川盆周山地,属中亚热带湿润季风气候区,终年气 候适宜,雨量充沛,光、热、水同季,日照不足,垂直气候差异大。其 气候特点:春季回暖早,升温快,但不稳定,有寒潮;夏季长,无酷热, 多伏旱,暴雨强度大;秋季短,有低温,雨量大,阴雨多;冬季迟,无 严寒,雨水少,有霜雪,日照缺,有冰、雪、霜、冻等。 根据石柱县气象站设计风速计算成果和大风调查资料,厂 址离地 10m 高 30 年一遇 10min 平均最大风速为 26.0m/s,50 年一 遇 10min 平均最大风速为 29.5m/s。 根据石柱县气象站 20002004 年夏季(6、7、8 月)逐日平 均湿球温度进行累积频率计算,求得
11、频率 10的湿球温度为 25.9, 相应日期的气象要素成果见表 1。 石柱县气象站频率 10的日平均气象要素 表 1 项 目 年.月.日 气 压 (hpa) 干球温度 () 相对温度 () 风 速 (m/s) 2000.7.19961.129.0772.3 2000.8.7969.728.6800.3 2000.8.13967.629.0800.7 2000.8.14966.829.2791.0 2001.7.30965.828.6811.3 2002.6.21959.829.2771.0 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院4 石
12、柱县气象站多年气象特征值成果如下: 石柱县气象站多年气象特征值 表 2 平均气压(hpa)975.2 最高气压(hpa)1000.81993.12.16 最低气压(hpa)951.01991.5.24 平均气温()18.1 最高气温()42.62001.8.7 最低气温()2.91961.6.17 平均相对湿度()80 最小相对湿度()101965.3.15 年平均降水量(mm)1200.1 年最大降水量(mm)1602.21993 年最小降水量(mm)886.61988 一日最大降水量(mm)171.81982.7.17 一小时最大降水量(mm)75.61997.8.8 10 分钟最大降水量
13、(mm)21.21996.8.11 20 分钟最大降水量(mm)35.61996.8.11 最长连续降水日数(d)151989.10.2611.9 最长连续降水量(mm)125.1 最大一次连续量(mm)357.31982.7.1618 年平均蒸发量(mm)1020.8 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院5 年最大蒸发量(mm)1155.21990 年最小蒸发量(mm)796.01976 平均风速(m/s)0.9 最大风速(m/s) 201966,1973 年最多日照时数(h)1547.11978 年最少日照时数(h)786.91
14、982 年平均日照时数(h)1322.8 年最多日照百分率()351978 年最少日照百分率()191982 年平均日照百分率()30 最多积雪日数(d)21977.1.2930 最少积雪日数(d)0 最长一次大风持续时间(h)3.51997.9.1 16:2816:49 2.2 水文泥沙水文泥沙 在天然情况下,工程河段洪水期水位暴涨暴落,洪峰历时短而升降大,枯 水期水位相对平稳,历时较长。该河段的床面形态和水流条件也相对较为复 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院6 杂,长江上游径流主要来自金沙江、岷江、沱江、嘉陵江和乌江等河流,
15、而悬移 质泥沙主要来源于金沙江和嘉陵江。19912005 年与 1990 年前相比,长江上 游水量变化不大,但输沙量减少明显。19912005 年寸滩站年均径流量和悬 移质输沙量分别为 3374 亿 m3和 3.14 亿 t,与 1990 年前相比,径流量减少约 4%, 但输沙量减少约 34%。其中尤以嘉陵江减沙最为明显,19912005 年北碚站 年均径流量和输沙量分别为 557 亿 m3和 0.357 亿 t,与 1990 年前的均值相比, 径流量也减少了 19%,输沙量减少幅度达到 79%。从 1991 年至 2004 年,长江 泥沙一直趋于减少,2005 年输沙量较 2004 年有所增
16、加,但较多年平均仍是呈 现减少,长江挟带泥沙呈现“大水大沙,小水小沙”的特点。 三峡工程的兴建后改变了工程河段天然情况下水文条件,蓄水后每年的 最低水位出现在水位消落期的 5 月份,低水位较天然情况有所抬高,根据三峡 工程施工进展情况,可将库区蓄水阶段划分为四段。 () 天然及一、二期导流期:2002 年以前,水库不蓄水; () 三期导流期:20032006 年,坝前水位按汛期(69 月)135m,枯期 (10次年 5 月)139m 运行,水库对该河段水位无调蓄; () 初期蓄水期:20072009 年,坝前水位按 156-135-140m 方案调度, 工程河段将处于常年库区; () 正常蓄水
17、期:2009 年以后,坝前按 175-145-155 方案调度,工程河段 处于常年库区。 根据三峡入库控制站清溪场站、出库控制站黄陵庙站水文观测资料 统计分析,2003 年 6 月2005 年 12 月,三峡入库(清溪场站)悬移质泥沙 6.28 亿 t,出库(黄陵庙站)悬移质泥沙 2.51 亿 t。不考虑三峡库区区间来沙,水库淤 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院7 积泥沙 3.77 亿 t,水库排沙比为 40%。其中: 2003 年 612 月,三峡入库站清溪场站悬移质输沙量为 2.08 亿 t,黄陵庙 站为 0.84 亿 t,
18、因此 2003 年 612 月库区淤积泥沙约 1.24 亿 t,水库排沙比 40%。 2004 年 112 月,三峡入库站清溪场站悬移质输沙量为 1.66 亿 t,黄陵庙 站为 0.637 亿 t,因此 2004 年 112 月库区淤积泥沙约 1.02 亿 t,水库排沙比 38%。 2005 年 112 月,三峡入库站清溪场站悬移质输沙量为 2.54 亿 t,黄陵庙 站为 1.03 亿 t,因此 2005 年 112 月库区淤积泥沙约 1.51 亿 t,水库排沙比 41%。 表 3 常年库区淤积量 时期 清溪场 入库沙量(亿 t) 黄陵庙 出库沙量(亿 t) 库区淤积量 (亿 t) 排沙比 2
19、003(6-12) 2.080.841.2440% 20041.660.6371.0238% 20052.541.031.5141% 水库泥沙淤积以宽阔段为主,其泥沙淤积占总淤积量的 95%,窄深段淤 积相对较少或略有冲刷。库区淤积泥沙主要集中在主槽内,其淤积量占总淤积 量的 79%。 从泥沙淤积量沿程分布来看,越往坝前,泥沙淤积强度越大。其中近坝段 (大坝至庙河)2003 年 3 月2005 年 10 月淤积泥沙约 6500 万 m3,但绝大部 分淤积于天然状况下的住航槽内,多在 90m 高程以下。 从库区河床纵剖面变化来看,2003 年 3 月2005 年 10 月深泓淤积较大 的多集中在
20、近坝段、香溪宽谷段、臭盐碛河段、滥泥湾河段、土脑子河段等区 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院8 域,库区深泓纵剖面总体呈淤积态势,最大淤积厚度为 53.4m(坝上 5.6km,S34 断面);其它河段深泓变化不大,绝大部分在 5m 以内,三峡库区纵 剖面仍然呈锯齿状分布。下图为蓄水前后水库典型断面变化图。 -50 0 50 100 150 200 -1000-500050010001500 起点距(m) 高程(m) 2003.03 2003.10 2004.10 2005.04 2005.10 图 1 库区典型断面冲淤变化图 2
21、.3 工程地工程地质质 工程所在区域为丘陵地貌,总体地势南高北低,忠县向斜位于厂址北西侧, 向斜轴线距厂址约 5.5 km,方斗山背斜位于厂址东南侧,背斜轴线距厂址最短 距离约 4.0 km,楠木垭大垭口断层从灰场东南侧 4.2 km 通过。主坝地段岩 层产状:倾向 27025,未见断层,滑坡等不良地质现象,场地整体稳定。右坝 肩地段巨厚层砂岩中可见二组裂隙:裂隙产状倾向 901055575,隙面闭 合微张,隙面较平直,充填铁质薄膜,部分裂隙间含厚 0.22.0cm 灰白色粘 土透镜体,裂隙间距约 0.56.0m,可见长度 2.010.0m,该组裂隙场地内较 发育。倾向 1852357085,
22、隙面较平整、闭合微张,隙面附铁质薄膜, 裂隙间距约 1.01.5m,该组裂隙场地内稍发育。场范内地层为侏罗系中统上 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院9 沙溪庙组(J2s),岩性为泥岩,砂质泥岩与厚层至巨厚层细、中粒砂岩为主。场 地内坡地上残坡积土层厚度多小于 1.0 米,且多数地段基岩裸露,谷地内冲洪 积土层厚度一般在 10 米左右。第四系土层强度较低,均匀性较差,需作处理 后方可作为坝基持力层。 (1)庆中庵厂址 庆中庵厂址位于忠县向斜与方斗山背斜之间。厂址场地范围内岩体中裂 隙较发育,未发现不良地质现象,自然边坡稳定,厂址场
23、地稳定。工程地质条 件良好,适宜建厂。厂区地层结构较为简单,土层厚度一般小于 8.5 米,其下为 基岩。为对抗震有利地段,建筑场地类型多为类,局部为类。厂址区地下水 主要为第四系土层中的上层滞水和基岩裂隙水。 各土层的主要物理力学指标统计结果分析表明: 1层粉质粘土、粘土:可作为一般性建构筑物的天然地基持力层。 2层粉质粘土:不能作为建构筑物的天然地基持力层,当作为下卧层时 需进行强度和变形验算。 3层粉土、粉细砂:不能直接作为建构筑物的天然地基持力层。当作为 下卧层时应进行强度及稳定性验算。由于场地地震基本烈度为 6 度,饱和粉土、 饱和粉细砂层可不考虑液化的影响。 层泥岩、砂岩 中风化泥岩
24、是良好的天然地基持力层和桩基持力层,但泥岩暴露地表后 具有迅速风化,降低强度的特性,因此位于泥岩地段的基坑开挖应考虑相应的 防风化措施。 中风化砂岩是良好的天然地基持力层和桩基持力层。 (2)方家湾厂址 重庆石柱火电厂 2300 兆瓦机组新建工程取水工程通航条件论证研究报告 长江重庆航运工程勘察设计院10 方家湾厂址位于忠县向斜与方斗山背斜之间。近场区楠木垭大垭口断 层从厂址东南侧通过,该断裂距厂址最小距离约 6.4km,断裂构造对厂址稳定 无影响。 场地内未发现滑坡等不良地质现象,自然边坡稳定,厂址场地整体稳定。 工程地质条件良好,适宜建厂。 厂区地层结构较简单,土层厚度一般小于 6.5 米
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